Learning Outcomes
- Írd le a piruvát-oxidáció folyamatát, és azonosítsd annak reakcióit és termékeit
Ha van oxigén, az aerob légzés folytatódik. Az eukarióta sejtekben a glikolízis végén keletkező piruvátmolekulák a mitokondriumokba kerülnek, amelyek a sejtlégzés helyszínei. Ott a piruvát acetilcsoporttá alakul át, amelyet egy koenzim A (CoA) nevű hordozó vegyület vesz fel és aktivál. A keletkező vegyületet acetil-CoA-nak nevezik. A CoA a B5-vitaminból, a pantoténsavból készül. Az acetil-CoA-t a sejt sokféleképpen felhasználhatja, de fő funkciója az, hogy a piruvátból származó acetilcsoportot eljuttassa a glükóz katabolizmus útjának következő szakaszába.
A piruvát lebontása
Hogy a piruvát (amely a glikolízis terméke) beléphessen a citromsavciklusba (a sejtlégzés következő útja), több változáson kell átesnie. Az átalakulás háromlépcsős folyamat (1. ábra).
1. ábra. A mitokondriális mátrixba belépve egy több enzimből álló komplex a piruvátot acetil-CoA-vá alakítja át. A folyamat során szén-dioxid szabadul fel, és egy molekula NADH keletkezik.
1. lépés. A piruvátról eltávolítanak egy karboxilcsoportot, és egy molekula szén-dioxidot bocsátanak ki a környező közegbe. Ennek a lépésnek az eredménye egy két szénatomos hidroxietilcsoport, amely az enzimhez (piruvát-dehidrogenáz) kötődik. Ez az első az eredeti glükózmolekula hat szénatomja közül, amely eltávolításra kerül. Ez a lépés kétszer történik (ne feledjük: a glikolízis végén két piruvátmolekula keletkezik) minden egyes metabolizált glükózmolekulához; így a hat szénatomból kettő mindkét lépés végén eltávolításra kerül.
2. lépés. A NAD+ redukálódik NADH-vá. A hidroxietilcsoport acetilcsoporttá oxidálódik, és az elektronokat a NAD+ felveszi, NADH-t képezve. A NADH nagy energiájú elektronjait később ATP előállítására használják fel.
3. lépés. Egy acetilcsoport kerül át a konenzim A-ra, így acetil-CoA keletkezik. Az enzimhez kötött acetilcsoport átkerül a CoA-ra, így egy molekula acetil-CoA keletkezik.
Megjegyezzük, hogy a glükóz-anyagcsere második szakaszában, valahányszor egy szénatom eltávolításra kerül, két oxigénatomhoz kötődik, így szén-dioxid keletkezik, a sejtlégzés egyik fő végterméke.
Acetil-CoA-ból CO2
Oxigén jelenlétében az acetil-CoA átadja acetilcsoportját egy négy szénatomos molekulának, az oxalacetátnak, hogy citrátot, egy hat szénatomos, három karboxilcsoporttal rendelkező molekulát képezzen; ez az útvonal fogja összegyűjteni a maradék kivonható energiát abból, ami glükózmolekulaként kezdődött. Ezt az egyetlen útvonalat többféleképpen is nevezik, de mi elsősorban citromsavciklusnak fogjuk nevezni.
Összefoglalva: Piruvát-oxidáció
A piruvát oxigén jelenlétében acetilcsoporttá alakul át, amely a koenzim A vivőmolekulájához kapcsolódik. A keletkező acetil-CoA több útvonalba is beléphet, de leggyakrabban az acetilcsoport a citromsavciklusba kerül további katabolizmusra. A piruvát acetilcsoporttá történő átalakítása során egy szén-dioxid-molekula és két nagy energiájú elektron távozik. A szén-dioxid az eredeti glükózmolekula hat szénatomjából kettőt (két piruvátmolekula átalakulása) tesz ki. Az elektronokat a NAD+ veszi fel, és a NADH továbbítja az elektronokat egy későbbi útvonalra az ATP-termeléshez. Ezen a ponton az eredetileg a sejtlégzésbe belépő glükózmolekula már teljesen oxidálódott. A glükózmolekulában tárolt kémiai potenciális energia átkerült az elektronhordozókhoz, vagy néhány ATP szintézisére került felhasználásra.
Kipróbáld
Tegyél hozzá!
Javítsd ezt az oldaltTudj meg többet